淺談如何優(yōu)化高壓輸電線路設(shè)計(jì)[權(quán)威資料]

淺談如何優(yōu)化高壓輸電線路設(shè)計(jì) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 【摘要】 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)發(fā)展也十分的迅速，為了提高輸電線路的安全性。本文根據(jù)以往的工程實(shí)例，從高壓輸電線路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析、高壓架空輸電線路的設(shè)計(jì)需求，以及高壓線路設(shè)計(jì)具體技術(shù)分析這三個(gè)方面對(duì)如何優(yōu)化高壓輸電線路設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。 【關(guān)鍵詞】高壓；輸電線；設(shè)計(jì)；優(yōu)化 S611 A 【前言】 伴隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷轉(zhuǎn)型以及節(jié) 能減排的不斷推廣，無論城市和農(nóng)村，對(duì)于電力的需求不斷的增加。但是，由于線路老化、周邊環(huán)境的影響等都造成了高壓輸電線路的損失增加。因此，我們需要加強(qiáng)高壓輸電線路的設(shè)計(jì)，盡可能優(yōu)化高壓輸電線路。 1、工程實(shí)例 新建 220 kV 永泰牽引變電站地處永泰縣縣城郊區(qū)區(qū)，人口密集，本期工程共兩回。此變電站為向莆鐵路專用線路，要求兩回進(jìn)線來自兩處電源，以保障鐵路正常供電。根據(jù)福州市電網(wǎng)布局，離該牽引站最近的兩個(gè) 220kV 變電站為福州高岐變及永泰青云變，由于高岐變出線及青云變出線位于城區(qū)近郊，該地區(qū)已廠 房房、規(guī)劃區(qū)和居民等建筑密布，無法新建多條架空線路。若敷設(shè)電纜，條件也極其困難，且投資巨大受。經(jīng)現(xiàn)場踏勘和反復(fù)討論，并征得規(guī)劃部門同意，兩條線路出線均與其它 220 kV 雙回同塔架設(shè)，充分壓縮線路走廊寬度。 2、高壓架空輸電線路的設(shè)計(jì)需求 架空線路與電纜線路是目前常用的兩種送電線路，目前，國內(nèi)外普遍采用架空線路作為輸送電能的最主要方式。其中，架空線路一般使用無絕緣的裸導(dǎo)線，通過絕緣子將導(dǎo)線懸架在輸電線路桿塔上，來進(jìn)行送電。所以，架空輸電線路可以認(rèn)為是由輸電線路桿塔、輸電線路導(dǎo)地線和絕緣子 金具串共同構(gòu)成。 2.1、輸電線路桿塔 高壓架空輸電線路桿塔多為鐵塔，是架空輸電線路的主要支撐結(jié)構(gòu)，高壓架空輸電線路桿塔根據(jù)需求不同又分為直線塔、轉(zhuǎn)角塔、終端塔、換位塔、分支塔、輕重冰區(qū)分界塔、大跨越塔、特高壓酒杯塔、分體塔、雙柱塔等。架空輸電線路桿塔的設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定計(jì)算、基礎(chǔ)下壓和地基計(jì)算、構(gòu)件和基礎(chǔ)底板承載力計(jì)算等，這對(duì)于高壓輸電線路桿塔來說尤為重要。 2.2、輸電線路導(dǎo)地線 架空線路的導(dǎo)線一般由導(dǎo)電性能良好的金屬制成，為保持合適的通流密度，導(dǎo)線應(yīng)該根據(jù) 工程輸送容量的需要來選擇截面，為降低電暈放電的可能，導(dǎo)線應(yīng)具有較大的曲率半徑。高壓架空輸電線路多采用分裂導(dǎo)線來提高輸送容量 ,為防止架空輸電線路的感應(yīng)過電壓和雷擊過電壓帶來的傷害，多在輸電線路導(dǎo)線的上方采用避雷線，對(duì)于 110kV 以上輸電線路，通常設(shè)置兩根防雷線且增大地線架保護(hù)角。在設(shè)計(jì)架空輸電線路時(shí)，應(yīng)考慮到線路沿線的氣候環(huán)境、自然條件（冰閃、雨淋、結(jié)冰、洪水、濕霧）等的影響。此外，架空輸電線路的路徑還應(yīng)具備充裕的地面寬度和凈空走廊。 2.3、輸電線路絕緣子 作為高壓架空線路的重要構(gòu)件之 一，絕緣子主要作用是在一定的荷載和過電壓條件下，支撐導(dǎo)線，并使得導(dǎo)線的帶電部分與大地絕緣。高壓架空線路因其電壓水平高，對(duì)絕緣的要求相應(yīng)提高。絕緣子的性能主要取決于絕緣材料的質(zhì)量，目前在高壓架空線路上常用的絕緣子有：懸式盤型絕緣子、玻璃絕緣子、有機(jī)復(fù)合材料絕緣子等。在高壓架空線路的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)注意絕緣子的機(jī)械荷載、電氣強(qiáng)度、抗腐蝕、抗劣化的性能滿足要求。 3、高壓輸電線路設(shè)計(jì)中注意要點(diǎn) 3.1、路徑優(yōu)化選擇 輸電線路路徑選擇是整個(gè)線路設(shè)計(jì)工作中的關(guān)鍵，方案的合理性對(duì)線路的經(jīng)濟(jì)、 技術(shù)指標(biāo)和施工、運(yùn)行條件起著重要作用。在這個(gè)過程中，首先要了解當(dāng)?shù)氐臍庀?、水文、地質(zhì)條件以及當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃。根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦翁攸c(diǎn)，盡量避開陡坡和易發(fā)生塌方、滑坡、沖溝或其它地質(zhì)災(zāi)害的不良地質(zhì)段，采用 3D GIS 優(yōu)化路徑，選線定位中盡量從平緩的地形走線，盡量避開重要礦產(chǎn)區(qū)域，避讓已有的各種礦產(chǎn)采空區(qū)、開采區(qū)及規(guī)劃開采區(qū)及險(xiǎn)惡地形、不良地質(zhì)地段，選擇從地質(zhì)條件好的平地，較低的山地經(jīng)過，從而降低本體造在此基礎(chǔ)上，對(duì)線路沿線地上、地下、在建、擬建的工程設(shè)施，尤其是采礦區(qū)的資料。并應(yīng)用航片、衛(wèi)片等選線技術(shù)，進(jìn)行多方案路徑 比選，比選出最優(yōu)路徑。在優(yōu)化選線時(shí)，根據(jù)水文、氣象及地質(zhì)資料。盡量減少樹木的砍伐，減少土石方開挖量，減少水土流失，最大程度地減少對(duì)原始地形地貌的破壞；盡可能減少房屋拆遷量。綜合考慮線路跨越河流、鐵路、高速公路等重要交叉跨越的跨越方案及塔位分布進(jìn)行優(yōu)化，以便于運(yùn)行維護(hù)，并降低工程造價(jià)。 3.2、導(dǎo)線選型優(yōu)化的設(shè)計(jì) 送電線路的導(dǎo)線長期在曠野、山區(qū)或湖海邊緣運(yùn)行，需要經(jīng)常耐受鳳、冰等外荷載的作用，氣溫的劇烈變化以及化學(xué)氣體等的侵襲，同時(shí)受國家資源和線路造價(jià)等因素的限制 因此，在設(shè)計(jì)中，對(duì)電 線的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等必須慎重選取。線路的輸送容量、傳輸性能、環(huán)境影響問題對(duì)輸電線路的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有很大的影響。要從導(dǎo)線的電氣特性、機(jī)械特性以及電磁環(huán)境等方面對(duì)各種導(dǎo)線截面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，特別在導(dǎo)線選型造價(jià)分析中按全壽命周期費(fèi)用最小為原則分析比較，而不是只考慮基建初投資，這樣可以全面考核各導(dǎo)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，最后推薦出在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的導(dǎo)線型號(hào)及截面 導(dǎo)線在線路建設(shè)投資中所占的比例較大，導(dǎo)線的選擇是線路設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在高壓輸電線路中，導(dǎo)線的投資在整個(gè)線路建設(shè)中的本體中占有 20%30%的比例，因 此，合理的導(dǎo)線選型可以減少工程造價(jià)，且它也影響到鐵塔荷載的大小和鐵塔高度、地線支架高度的選擇，如果再考慮因?qū)Ь€方案變化而相應(yīng)造成的桿塔工程量和基礎(chǔ)工程量的變化，其對(duì)整個(gè)工程的造價(jià)影響極其巨大。合理選擇導(dǎo)線截面是安全運(yùn)行和降低建設(shè)投資的關(guān)鍵問題之一。因此，運(yùn)用全壽命周期 (LCC)的理念進(jìn)行分析，對(duì)降低輸電線路投資具有重要的意義。 3.3、桿塔設(shè)計(jì)優(yōu)化 根據(jù)收集到的國內(nèi) 220kV 交流輸電線路的塔型資料可知，單回路直線塔（包括直線轉(zhuǎn)角塔）一般分為兩種類型，即拉線塔和自立塔。耐張轉(zhuǎn)角塔主要為干字 型塔。 拉線塔單基指標(biāo)較輕，可以節(jié)省鋼材，工程造價(jià)低。該塔型在力學(xué)分析、加工制造、立塔架線等方面都有成熟的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。拉線塔曾在 220kV 交流輸電線路工程中廣泛使用，但在后期運(yùn)行管理方面存在困難，主要是拉線的防松等問題；另一方面，拉線塔要求地勢(shì)比較平坦，這樣就限制了拉線塔只能在平丘、草原、農(nóng)田使用，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高，拉線占地范圍較大，對(duì)耕種有較大的影響，如果拉線占地面積作為征地處理，則使用拉線塔雖然在本體費(fèi)用上要低，但在其它費(fèi)用方面要高很多，綜合費(fèi)用反而要比自立塔高。為了節(jié)約輸電線路走廊， 減少占用耕地面積，因此在我國輸電線路建設(shè)時(shí)要充分考慮我國的土地資源匱乏的因素。 對(duì)于普通直線塔，通過對(duì)已有的 220kV 線路進(jìn)行分析和擴(kuò)展，結(jié)合工程的實(shí)際條件，得出塔重與設(shè)計(jì)條件的函數(shù)關(guān)系，并用于在航測斷面圖上進(jìn)行無約束優(yōu)化排位。對(duì)排位結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立以檔距組合為變量，以耗鋼量最低為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型，通過對(duì)這一優(yōu)化問題的求解得到實(shí)際線路條件下的經(jīng)濟(jì)檔距組合?；诮?jīng)濟(jì)檔距組合確定呼稱高、 kv 值和直線塔帶角度的合理方案。對(duì)于跨越塔、直線轉(zhuǎn)角塔和耐張塔，則根據(jù)排位后統(tǒng)計(jì)出的使用情況，以經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo) ，兼顧便利的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)條件的組合劃分。然后對(duì)優(yōu)化排位結(jié)果進(jìn)行桿塔的水平荷載 Lh、垂直荷載 Lv、塔高h(yuǎn)、線路轉(zhuǎn)角及塔頭間隙等規(guī)劃。根據(jù)要求完成 1 5 種塔等多方案規(guī)劃。系列塔型方案越多，綜合造價(jià)越低。但當(dāng)塔型方案增加，塔重量及綜合造價(jià)相差越來越少，據(jù)此可確定出規(guī)劃塔型的方案數(shù)。然后根據(jù)選取方案中各塔搖擺角系數(shù)Kv，水平檔距 Lh、垂直檔距 Lv、最大使用檔距、高差系數(shù)、轉(zhuǎn)角度數(shù) 1 等的使用情況。 3.4、 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化 桿塔基礎(chǔ)作為輸電線路結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它的造價(jià)、工期和勞動(dòng)消耗量在 整個(gè)線路工程中占很大比重。其施工工期約占整個(gè)工期一半時(shí)間，運(yùn)輸量約占整個(gè)工程的 60%，費(fèi)用約占整個(gè)工程的 20% 35%。目前我國高壓輸電線路所采用的普通基礎(chǔ) (不包括樁基礎(chǔ) )均屬于淺基礎(chǔ)類型，分回填土和原狀土兩大類。分別按土重法和剪切法計(jì)算。輸電線路桿塔基礎(chǔ)在受力上與其它建筑物基礎(chǔ)有所不同，主要是輸電線路桿塔基礎(chǔ)除了受下壓力作用外，還要受大小基本相等的上拔力作用，同時(shí)還有水平力作用。而一般的建筑物結(jié)構(gòu)的自重大，基礎(chǔ)只受下壓力，不出現(xiàn)上拔力。因此在輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)都要既能滿足上拔力又能滿足下壓力的要求。在 輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合塔位地質(zhì)情況、基礎(chǔ)荷載特性、地基承載能力、基礎(chǔ)施工方法等因素綜合比較基礎(chǔ)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、 環(huán)境保護(hù)和施工條件。 3.5、桿塔的定位設(shè)計(jì) 桿塔定位工作分為室內(nèi)定位和室外定位。首先，桿塔的室內(nèi)定位。室內(nèi)定位是用最大弧垂模板在平斷面圖上排定桿塔位置的。室外定位是把室內(nèi)排定的桿塔位置到野外現(xiàn)場復(fù)核校正，并用標(biāo)樁固定下來。桿塔位置排定的是否適當(dāng)，直接影響線路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)合理性和運(yùn)行的安全可靠性。桿塔定位的主要要求是導(dǎo)線的任一點(diǎn)在各種氣象情況下均須保證對(duì)地面的安全距離（即限距 ）。但在山地和丘陵地帶定位時(shí)，為了滿足限距要求，必須用最大弧垂模板確定定位檔距。終端、轉(zhuǎn)角、跨越、耐張等特種桿塔先行定位后，再分段用最大模板沿平斷面圖排定各耐張段的直線桿塔的位置，根據(jù)所排出的直線桿塔位置，計(jì)算出該耐張段的代表檔距，用以計(jì)算或查取導(dǎo)線應(yīng)力，再算出 k 值，看此 k 值是否與所用模板的 k 值相符（相等或相近），如果相符，則表明該段桿位排得正確。排完一個(gè)耐張段以后，再排下一個(gè)耐張段，直到排完線路的全部桿塔為止。桿塔室外的定位工作結(jié)束后，全線桿塔形式、桿塔位置基本上都已確定。這時(shí)，就可到現(xiàn)場樁定桿塔位置。但 需要核實(shí)室內(nèi)定位使用的勘測資料是否同現(xiàn)場安全一致，尤其是山地和丘陵地帶，地形起伏很大，地質(zhì)變化復(fù)雜，而室內(nèi)定位所掌握的地形情況僅為一個(gè)順線路中心線的帶狀范圍，很難看清立桿塔處的地形全貌。因而，在室外定位時(shí)，需要在現(xiàn)場立桿塔處核對(duì)勘測資料，必要時(shí)，需對(duì)某些桿塔位置作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。此外，為了核對(duì)室內(nèi)定位的成果，有時(shí)運(yùn)應(yīng)作一些必要的補(bǔ)測工作，以便補(bǔ)充或修改室內(nèi)定位工作。 3.6、防雷接地設(shè)計(jì) 高壓雷電流現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生數(shù)十萬伏的沖擊電壓，這樣的巨大電壓對(duì)電氣設(shè)備造成瞬間沖擊，能夠擊穿絕緣并使設(shè)備出現(xiàn)短 路，產(chǎn)生爆炸、 燃燒等災(zāi)害。 雷電流高熱現(xiàn)象釋放強(qiáng)大電流的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生巨大的熱能，雷擊點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生極高的熱量，可能會(huì)熔化金屬，引起火災(zāi)。雷電流產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)重點(diǎn)體現(xiàn)為物體遭遇雷擊后的爆炸、崩潰、扭曲等一系列對(duì)人員財(cái)產(chǎn)造成危害的行為。電流靜電感應(yīng)能夠使被擊物體產(chǎn)生大量的與雷電性質(zhì)相反的電荷，雷電消失流散不及時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生超高的電壓并產(chǎn)生放電現(xiàn)象進(jìn)而造成火災(zāi)。 因此，分析輸電線路隱藏的雷電危害，可以更好的為防雷設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備工作。 【結(jié)語】 隨著人們對(duì)于電力的需求不斷增加，對(duì)于電網(wǎng)的建設(shè)也不斷增 加。高壓輸電線路作為電力供應(yīng)系統(tǒng)中最主要的一個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相關(guān)的改革。對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而最大程度的降低輸電線路的施工成本，并且為人們提供更加可靠的電力供應(yīng)，為整個(gè)國家的發(fā)展提供動(dòng)力。 【參考文獻(xiàn)】 1魏磊 淺析高壓輸電線路設(shè)計(jì) J 民營科技 -2011 年 12 期 - 2張萌 淺談如何優(yōu)化高壓輸電線路設(shè)計(jì) J 現(xiàn)代企業(yè)教育 -2012 年 11 期 - 3林清龍 淺談高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施 J 無線互聯(lián)科技 -2013 年 4 期 - 4張召，郭昊 高壓輸電線路設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題 J 科技資訊 -2012 年 4 期 - 文檔資料：淺談如何優(yōu)化高壓輸電線路設(shè)計(jì) 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費(fèi)閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :淺析煤礦機(jī)電設(shè)備常見故障及其解決對(duì)策 淺析工程測量技術(shù)改進(jìn)對(duì)工程的影響 淺談色彩在景觀環(huán)境中的應(yīng)用 淺析加強(qiáng)土建工程施工技術(shù)的若干措施 淺析建筑工程現(xiàn)場施工技術(shù)管理 淺談起重機(jī)械的安全管理 淺談園林工程施工中節(jié)能型技術(shù)的應(yīng)用 淺析道路和橋梁工程的施工管理及成 本控制 淺談我國環(huán)境檢測技